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（10）遗传的分子基础——高二生物学浙科版（2019）暑假作业
一、单项选择题
1.核糖开关是一种RNA结构元件，它能够特异性地结合S—腺苷甲硫氨酸（SAM）。当细胞内SAM浓度升高时，它会与核糖开关结合触发一系列的构象变化，从而调节相关基因的转录、翻译等过程。下列叙述错误的是( )
A.组成核糖开关的分子中含有核糖
B.核糖开关的合成场所是核糖体
C.核糖开关能与DNA某些结构结合
D.核糖开关异常调控可能导致基因表达失控
2.研究发现DNA甲基化、组蛋白乙酰化（使染色质松散）等修饰对畜禽肌肉生长发育均有影响。相关叙述正确的是( )
A.DNA甲基化、组蛋白乙酰化修饰均能改变基因的碱基序列
B.肌肉发育相关基因启动子甲基化程度与基因表达呈负相关
C.肌肉发育相关染色质区的组蛋白乙酰化与基因表达呈负相关
D.DNA甲基化、组蛋白乙酰化均属于表观遗传，其遵循孟德尔遗传定律
3.中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律，如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.②过程中RNA聚合酶可催化氢键的断裂与形成
B.过程③④都需要模板，只能发生在逆转录病毒体内
C.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
D.过程⑤中，tRNA从mRNA的5'端到3'端读取全部碱基序列信息
4.TM4噬菌体是一种侵染分枝杆菌的双链DNA噬菌体。为探究TM4噬菌体侵染分枝杆菌是否与拟核DNA中的K7基因有关，科研人员以未去除K7和去除K7分枝杆菌为实验材料，进行了如下表所示的实验。下列说法错误的是( )
实验 TM4噬菌体 分枝杆菌 实验结果
一 32P标记 未去除K7组和去除K7组 沉淀物中均有放射性且去除K7组的强度低于未去除K7组
二 35S标记 未去除K7组和去除K7组 两组的上清液中放射性强度无明显区别
A.在实验一和实验二中去除K7组作为实验组，未去除的作为对照组
B.若实验一中培养时间过长，两组沉淀物放射性的强度都减弱
C.根据实验一的结果推测K7基因与分枝杆菌被TM4噬菌体侵染有关
D.实验二结果说明无论K7基因是否存在，TM4噬菌体都不能侵染分枝杆菌
5.如图所示为某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列说法错误的是( )
A.图中④上结合多个⑤，利于迅速合成出大量的蛋白质
B.图示显示转录Ⅰ和翻译Ⅱ同时进行，在人体细胞内也会存在该现象
C.DNA转录时mRNA链的延伸方向与核糖体沿mRNA移动的方向均为3'→5'
D.图示③RNA聚合酶处具有3条核苷酸链，即2条DNA单链、1条RNA单链
6.某科研小组在格里菲思实验的基础上利用相同实验材料增加了相关实验，实验过程如图所示，下列叙述正确的是( )
A.活菌甲是S型细菌，活菌乙是R型细菌
B.该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
C.从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡
D.从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落
7.精氨酸有6种密码子，当核糖体读取其中的密码子CGG、CGA或AGG时，识别这些密码子的tRNA会与物质X结合，从而启动mRNA降解。下列叙述正确的是( )
A.tRNA介导的mRNA降解属于转录水平的基因表达调控
B.阻断物质X与tRNA结合会降低含AGG的mRNA稳定性
C.识别密码子CGA的tRNA含有的反密码子为5＇-UCG-3＇
D.为了提高mRNA疫苗效果，可增加其中密码子CGG的量
8.下列关于生命科学史研究过程的叙述，错误的是( )
A.1952年，赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记技术证明噬菌体的遗传物质是DNA
B.1903年，萨顿用蝗虫细胞作材料，用假说-演绎法证明基因位于染色体上
C.1953年，沃森和克里克用模型构建法揭示了DNA的双螺旋结构
D.1958年，梅塞尔森和斯塔尔用同位素标记技术和离心技术证明DNA的复制方式是半保留复制
9.2022年4月，全国农作物品种DNA指纹库公共平台正式上线运行，实现了“农作物DNA指纹档案”的线上共用共享，解决了品种真实性鉴定中标准样品取样难、耗时长、侵权案件审判时效性差等问题，也为避免同质化育种提供了“参考数据库”。关于DNA指纹技术，下列相关说法错误的是( )
A.小麦细胞遗传信息蕴藏在脱氧核苷酸的排列顺序中
B.小麦细胞遗传物质中有2种五碳糖，5种碱基，8种核苷酸
C.DNA指纹技术的依据是不同品种农作物细胞中DNA所含的碱基序列不同
D.每个人的DNA指纹是独一无二，也可以根据DNA指纹技术帮助确认身份
10.受体菌处于能从环境中摄取DNA的生理状态称感受态，处于感受态的肺炎链球菌表现为能分泌感受态因子，该物质可暴露细胞膜的DNA结合点，存在于培养基中的任何DNA都可被结合、摄入。进入细胞的DNA若与受体菌DNA存在同源性，则同源部分可与受体菌DNA重组合。如图所示为肺炎链球菌转化实验，下列叙述正确的是( )
A.S型细菌向R型细菌转移的DNA仅仅是控制荚膜合成的S基因
B.在感受态因子的作用下，S型细菌发生基因突变后重组至R型细菌内
C.DNA转化使培养基中的受体菌全部产生了新的性状，并稳定遗传
D.进入R型细菌的S基因可控制形成荚膜，原因之一是生物界共用一套密码子
二、非选择题
11.DNA双螺旋结构模型的提出在遗传学中具有里程碑式的意义，图1为DNA的基本单位脱氧核苷酸示意图，图2为某双链DNA分子片段的平面结构示意图。回答相关问题：
（1）图1中磷酸基团的结合位点在________（填序号）。
（2）图2中④和⑤代表的物质分别是________。________（填序号）交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子的________。
（3）⑤、⑥通过________连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循________原则。⑤、⑥可以表示的碱基对是________。
（4）若该双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链碱基总数的24%，则另一条链中的C占另一条单链碱基总数的比例为________。
（5）若图2中甲链的某段序列是5′-GATACC-3′，那么它的互补链乙链的序列是5′-________-3′。
12.真核细胞的基因由编码区和非编码区两部分组成，其编码区是断裂的，一个断裂的编码区含有若干段编码序列，这些可以编码的序列称为外显子，在两个外显子之间被一段不是指从DNA转录出的RNA前体中除去内含子编码序列，并将外显子编码序列连接起来形成一个成熟mRNA分子的过程，剪接异常的RNA会被检测出并分解。如图是细胞对剪接异常mRNA进行纠错的示意图，①～④表示相关过程，回答下列问题：
（1）完成①过程不需要解旋酶的原因是________。
由图可知，若通过正常mRNA逆转录得到DNA分子，该DNA分子中________（填“含有”或“不含有”）非编码序列。
（2）图中过程③核糖体在mRNA上的移动方向是________（填“3'端→5′端”或“5′端→3'端”）。一个mRNA上同时结合多个核糖体的意义是________。这些核糖体合成的多肽链________（填“相同”或“不同”）。
（3）假设异常mRNA被细胞检测出来，在过程④中，异常mRNA分子中________（化学键）发生断裂被分解成核苷酸。假设异常mRNA没有被细胞检测出来，可能的结果是________。
（4）研究发现mRNA的碱基序列决定了其在细胞中的存在时间，不同mRNA在细胞中存在的时间不同，科学家认为这是一种基因表达调控的方式，理由是________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A、核糖开关是一种RNA结构元件，组成核糖开关的分子中含有核糖，A正确；
B、核糖开关是一种RNA结构元件，合成场所不在核糖体，B错误；
C、核糖开关是一种RNA结构元件，转录时组成RNA的碱基能够与组成模板链DNA的碱基互补配对，因此核糖开关能与DNA某些结构结合，C正确；
D、细胞内SAM会与核糖开关结合触发一系列的构象变化，从而调节相关基因的转录、翻译等过程，因此核糖开关异常调控可能导致基因表达失控，D正确。
故选B。
2.答案：B
解析：A、DNA甲基化、组蛋白乙酰化修饰均不能改变基因的碱基序列，A错误；
B、肌肉发育相关基因启动子甲基化，则会抑制RNA聚合酶和启动子结合，从而抑制基因表达。因此，肌肉发育相关基因启动子甲基化程度与基因表达呈负相关，B正确；
C、肌肉发育相关染色质区的组蛋白乙酰化会使染色质松散，有利于基因的表达，因此肌肉发育相关染色质区的组蛋白乙酰化与基因表达呈正相关，C错误；
D、DNA甲基化、组蛋白乙酰化均属于表观遗传。表观遗传属于可遗传变异，但它不遵循孟德尔遗传规律，因为它不是由基因序列改变引起的，是基因表达的调控变化，D错误。
故选B。
3.答案：C
解析：A、②过程中RNA聚合酶可催化氢键的断裂与磷酸二酯键的形成，A错误；
B、过程③④都需要模板，③只能发生在逆转录病毒体内，B错误；
C、不同的核苷酸序列储存着不同的遗传信息，生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，C正确；
D、翻译过程⑤中，tRNA从mRNA的5'端到3'端读取碱基序列信息，终止密码没有对应的tRNA与之对应，D错误。
故选C。
4.答案：D
解析：该实验通过比较去除K7基因和未去除K7基因的分枝杆菌对TM4噬菌体侵染的影响，探究K7基因与噬菌体侵染的关系。实验一使用32P标记噬菌体，结果显示去除K7基因组的放射性强度低于未去除组，说明K7基因可能促进噬菌体侵染。实验二使用35S标记噬菌体，结果显示两组上清液放射性强度无明显区别，说明无论K7基因是否存在，噬菌体都能侵染分枝杆菌，但侵染效率可能不同。因此，选项D错误，其他选项均正确。
5.答案：C
解析：A、过程II为翻译，该过程中④mRNA结合多个⑥核糖体，这样少量的mRNA可以在短时间内合成出大量的蛋白质，A正确；
B、图示显示转录I和翻译II同时进行，人体内含线粒体，线粒体基质中含有DNA和核糖体，转录和翻译可以同时进行，所以在人体细胞内也会存在该现象，B正确；
C、RNA聚合酶只能与3'端结合，因此DNA转录时mRNA链的延伸方向是5'→3'，mRNA是翻译的模板，mRNA上起始密码子→终止密码子的方向为5'→3'，因此翻译时核糖体沿mRNA的移动方向是5'→3'，C错误；
D、转录时以DNA的一条链为模板合成RNA，则图示③RNA聚合酶处具有3条核苷酸链，即2条DNA单链，1条RNA单链，D正确。
故选C。
6.答案：D
解析：A、R型菌无毒不会导致小鼠死亡，S型菌有毒会导致小鼠死亡，且S型菌的DNA会使R型菌转化为S型菌。因此图中活菌甲为R型细菌，菌乙为S型细菌，A错误；
B、格里菲思的实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，但没有证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，B错误；
C、加热致死乙菌（S型菌）的DNA使少数活菌甲（R型菌）发生转化成为S型菌，大多数R型菌未转化，故从鼠2血液中分离出来的活菌有S型菌和R型菌，R型菌不能使小鼠致死，C错误；
D、从鼠5体内分离出活菌均为S型细菌，因此其在培养基上培养，都会产生光滑菌落，D正确。
故选D。
7.答案：C
解析：A、tRNA介导的mRNA降解，是对已经转录形成的mRNA进行降解，属于翻译水平的基因表达调控，而非转录水平，转录水平调控是在DNA转录为mRNA过程中的调控，A错误；
B、物质X与识别特定密码子的tRNA结合会启动mRNA降解，那么阻断物质X与tRNA结合，会减少mRNA降解，从而提高含AGG密码子的mRNA稳定性，而不是降低，B错误；
C、在翻译过程中，mRNA上密码子的阅读方向是5'-3'，tRNA上反密码子与密码子碱基互补配对，所以识别密码子CGA的tRNA含有的反密码子为3'-GCU-5'，即反密码子为5'-UCG-3'，C正确；
D、由于密码子CGG会启动mRNA降解，增加密码子CGG的量会加速mRNA的降解，不利于mRNA疫苗效果的提高，D错误。
故选C。
8.答案：B
解析：A、1952年，赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，该实验涉及同位素标记法，A正确；
B、1903年，萨顿通过观察蝗虫减数分裂过程中染色体的行为，发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，从而提出基因在染色体上的假说，并未通过实验对该假说做出证明，B错误；
C、1953年，沃森和克里克用模型构建法揭示了DNA的双螺旋结构，该双螺旋结构模型构建为物理模型，C正确；
D、1958年，梅塞尔森和斯塔尔用15N和14N标记大肠杆菌，由于前者比后者分子质量大，导致相应的DNA分子密度大，通过离心可记录DNA在试管中的不同位置，从而证明了DNA的半保留复制方式，D正确。
故选B。
9.答案：B
解析：A、小麦细胞的遗传物质是DNA，小麦细胞遗传信息蕴藏在脱氧核苷酸的排列顺序中，A正确；
B、小麦细胞的遗传物质是DNA，有1种五碳糖，4种碱基，4种核苷酸，B错误；
C、不同DNA所含碱基排列顺序不同，属于DNA分子的特异性，可以根据这一点来进行不同DNA分子的鉴定，C正确；
D、DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列，这也是DNA指纹的主要依据，D正确。
故选B。
10.答案：D
解析：A、S型细菌不仅可以向R型细菌转化控制荚膜合成的S基因，还可以转移控制其他性状的基因，A错误；
B、在感受态因子的作用下，S型细菌的S基因进入R型细菌后发生同源重组，并非基因突变，B错误；
C、DNA转化使培养基中的部分受体菌产生了新的性状，并稳定遗传，不会使全部细菌发生转化，C错误；
D、由于生物界共用一套密码子，进入R型细菌的S基因可控制形成荚膜，D正确。
故选D。
11.答案：（1）②
（2）脱氧核糖、碱基（或含氮碱基）；③、④；基本骨架
（3）氢键；碱基互补配对；腺嘌呤与胸腺嘧啶（A-T、T-A）
（4）30%
（5）GGTATC
解析：（1）图1中在脱氧核苷酸分子中，含氮碱基与1'碳相连，磷酸基团与5'碳相连，所以，磷酸基团的结合位点在②。
（2）图2为某双链DNA分子片段的平面结构，④代表脱氧核糖，⑤代表碱基（或含氮碱基），磷酸（③）和脱氧核糖（④）交替连接，构成了DNA分子的基本骨架。
（3）⑤和⑥代表碱基，通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循碱基互补配对原则，由图2可知，碱基⑤、因之间有两个氢键，因此⑤、⑥可以表示的碱基对是腺嘌呤与胸腺嘧啶（A-TT-A）。
（4）若该双链DNA片段中，A占23%，双链DNA中，任意不互补碱基之和占碱基总数的50%，即A%+C%=50%，即则C占27%，C%=（C1%+C2%）÷2，其中一条链中的C占该单链的24%，假设为C1%=24%，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例C2%=30%。
（5）DNA分子的双链是反向平行的，若图乙中甲链的某段DNA的序列是5'-GATACC-3'，根据碱基互补配对原则，那么它的互补链乙链的序列是5'-GGTATC-3'。
12.答案：（1）RNA聚合酶本身具有解旋作用，所以在转录过程中不需要专门的解旋酶；不含有
（2）5'端→3'端；少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质（或可以提高翻译速率）；相同
（3）磷酸二酯键；异常mRNA可能翻译合成异常的蛋白质（或不能合成蛋白质）
（4）mRNA中的碱基序列对应基因中的碱基序列，即基因会控制该mRNA在细胞中的存在时间，mRNA的存在时间会影响蛋白质的合成量，从而影响基因表达
解析：（1）分析图可知，①过程为转录，该过程所需的酶是RNA聚合酶，该酶具有解旋功能，所以在转录过程中不需要专门的解旋酶。根据题意，真核细胞的基因由编码区和非编码区两部分组成，在两个外显子之间被一段不是指从DNA转录出的RNA前体中除去内含子编码序列，并将外显子编码序列连接起来形成一个成熟mRNA分子的过程，非编码区是启动子和终止子，启动子是RNA聚合酶结合的位点，不参与转录，所以通过正常mRNA逆转录得到DNA分子，该DNA分子中不含有非编码序列。
（2）分析图可知，核糖体上的肽链5 端短，3 端长，所以5 端为开始，核糖体在mRNA上的移动方向是5 端→3 端。一个mRNA上同时结合多个核糖体可以迅速合成出大量的蛋白质，提高翻译速率。由于核糖体结合的是同一条mRNA，所以这些核糖体合成的多肽链是相同。
（3）由于mRNA分子是由单个的核糖核苷酸通过磷酸二酯连接而成的，所以异常mRNA被细胞检测出来，在过程④中，异常mRNA分子中磷酸二酯键发生断裂被分解成核苷酸。假设异常mRNA没有被细胞检测出来，翻译正常进行，那可能的结果是异常mRNA可能翻译合成异常的蛋白质（或不能合成蛋白质）。
（4）不同mRNA在细胞中的寿命不同，这是基因表达调控的方式之一，mRNA是合成蛋白质的模板，所以mRNA的寿命会影响蛋白质的合成量，进而去影响基因表达。

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